월간전기



《이슈현장》 배터리산업의 현재와 미래를 톺아보는

2023-04-20

배터리산업의 현재와 미래를 톺아보는 <인터배터리 2023> <인터배터리 2023>은 산업통상자원부가 주최하고 한국전지산업협회, 코엑스가 주관하는 국내 최대 규모의 배터리 산업 전시회이다. 이차전지 제조, 소·부·장, 재활용 등 분야별 기업들이 참여해 배터리 산업의 최신 제품과 기술정보를 종합적으로 볼 수 있다. 올해로 11회를 맞는 이 행사는 국내·외 약 500개사 1,500부스, 16개국 101개의 해외 기업과 정부가 참여해 3월 15일부터 3일간 코엑스에서 역대 최대규모로 개최됐다. 정부 관계자는 국가전략기술로 지정된 배터리에 대해 투자 세액공제율이 대폭 상향될 수 있도록 추진하고, 업계의 수출·투자를 발목 잡는 규제와 고충사항에 대해 적극 협의해 가겠다고 밝혔다. 정리 편집부 자료 산업통상자원부 외 인터배터리 2023 개막 (제공 산자부) 행사장 내부 (제공 국민소통실) 전시된 배터리 원료들 (제공 국민소통실) 올해는 지난해 참여기업에서 2배 이상 늘어 477개사가 참여했고 사전 등록자는 3배 이상 증가했다. 또한 16개국 101개의 해외 기업과 정부가 참여했는데 역대 최대 규모이다. 국내대표 배터리 3사 LG에너지솔루션, 삼성SDI, SK온을 중심으로 다양한 배터리 소재사들, 소재,장비, 부품관련 기업들이 참석해 전고체 배터리, BSS, LFP 등 신기술을 선보였다. 특히 삼성SDI는 독자적 기술로 개발한 차세대 전고체 배터리를 전시했다. 또한 삼원계에 비해 주행거리는 짧지만, 경제적이고 희소 광물을 적게 사용하는 장점 때문에 중국 기업의 점유율이 높은 LFP 배터리는 최근 핵심광물 가격이 상승하면서 테슬라, BMW 등 완성차 업체들이 중저가 전기차 모델을 중심으로 LFP 배터리 사용을 확대하는 추세를 반영하여 LG에너지솔루션과 SK온이 차별화된 LFP 배터리를 선보였다. 배터리 3사 이외 소·부·장 소재, 사용후 배터리 등 배터리 생태계에서 중요한 역할을 하는 기업들이 대거 참여했다. 포스코그룹은 해외 광산 개발에 투자하는 동시에 핵심공정과 고성능배터리에 사용되는 기술도 전시한다. LG에너지솔루션은 배터리 제조를 넘어 배터리 서비스 산업을 선보인다. 사용후배터리 관련 기업들도 배터리의 잔존수명 평가 장비, 배터리 재사용 ESS, 배터리 리사이클링 등의 기술들을 전시·소개한다. LG에너지솔루션, 루시드 에어 등 전기차 탑재된 배터리와 ‘BSS’ 서비스 신사업 LG에너지솔루션은 ‘혁신 배터리 기술로 지속 가능한 미래 삶을 제시하는 글로벌 리더’를 핵심 주제로 차세대 배터리 및 소재·공정 혁신 기술 등을 선보였다. 특히 올해는 직접 공수해 전시한 LG에너지솔루션 배터리가 탑재된 ‘포드 머스탱 마하-E’, ‘루시드 에어’차량들과 사내 독립기업인 KooRoo가 사업화를 준비 중인 배터리 교환 스테이션(Battery Swapping Station, BSS), LFP 배터리 셀 등을 전시했다. 총 648 ㎡(72개 부스) 규모로 마련되는 LG에너지솔루션 전시 공간의 중앙에는 포드(Ford)의 머스탱 마하-E, 미국 전기차 기업 루시드 모터스의 프리미엄 세단인 루시드 에어(Lucid Air)가 자리를 잡았다. 머스탱 마하-E는 포드의 전기차 전환을 이끄는 대표적인 제품이다. LG에너지솔루션은 머스탱 마하-E의 주력 판매 시장인 북미와 유럽 제품에 배터리를 공급하고 있다. 루시드 에어도 국내 최초로 소개됐다. 루시드 에어에는 뛰어난 성능과 높은 출력을 자랑하는 프리미엄 제품으로 탄탄한 기술력과 독보적인 품질 경쟁력을 갖춘 LG에너지솔루션의 원통형 배터리가 탑재되어 있다. 지난해 10월 LG에너지솔루션 사내기업으로 출범한 KooRoo는 BSS(Battery Swapping Station, 배터리 교환 스테이션)를 선보였다. ‘BSS’는 전기이륜차용 배터리팩을 충전이 아닌 교환 방식으로 사용할 수 있도록 해 편의성을 한층 높인 서비스로 올해 사업화를 목표로 하고 있다. 이 밖에도 배터리 미래수명, 최적주행경로 등 차량별 맞춤 서비스를 제공하는 LG에너지솔루션의 전기차 배터리 종합진단 서비스 비-라이프케어(B-Lifecare)도 시연됐다. LG에너지솔루션의 전시부스 (제공 LG엔솔) BSS(Battery Swapping Station, 배터리 교환 스테이션) 체험 (제공 LG엔솔) 머스탱 마하-E, 루시드 에어 전기차에 공급하는 배터리 (제공 LG엔솔) 다양한 제품과 첨단 전시공간을 통해 고객 경험 요소 한층 강화 LG에너지솔루션은 전시 공간에 대형 디지털 사이니지(Digital Signage)를 설치해 관람객들에게 ‘배터리로 움직이는 미래’를 소개했다. 아나모픽(Anamorphic, 착시를 통해 입체감을 극대화하는 광고표현 기법) 기술이 접목된 영상 상영을 통해 관람객들에게 배터리로 변화될 미래 모습을 생생하게 체험 또한 VR고글을 사용한 가상 온라인 전시관도 준비해 관람객이 직접 배터리 기술 및 설명 등을 듣고 체험할 있도록 하며 고객 경험 요소를 한층 강화했다. LG에너지솔루션 전시 부스는 ▲Mobility 존 ▲IT & New application 존 ▲ESS 존 ▲서비스 사업 존 ▲Core Technology 존 ▲ESG 존 등으로 구성됐다. Mobility 존에서는 GM허머 등에 공급되는 파우치형 롱셀(Long Cell)을 비롯해 다양한 셀 및 모듈이 전시된다. IT & New application 존에서는 휴대폰용 소형 배터리와 자유자재로 구부러지는 프리폼(Freeform) 배터리를 비롯해 VR고글 등에 사용되는 커브드(Curved) 배터리를 선보여 관람객의 흥미를 끌었다. ESS 존에서는 LG에너지솔루션이 국내 전시회 최초로 LFP 배터리 셀을 선보였다. 해당 셀이 탑재된 전력망 및 주택용 제품과 함께도 안전성 향상을 위한 전고체 전지와 고에너지 밀도의 경량 리튬황 전지 등 차세대 전지, 소재·공정 혁신 기술을 전시하고 소개했다. 삼성SDI, 차별화된 Super Gap 기술력 돋보여 배터리 브랜드 PRiMX(프라이맥스)로 확대해 나아가는 BoT(Battery of Things, 사물 배터리) 애플리케이션 라인업을 공개하고 차별화된 Super Gap(초격차) 기술력을 선보였다. 삼성SDI는 부스 중앙의 Core Technology 존을 중심으로 각형, 원통형, 파우치형 배터리와 버튼 배터리를 비롯해 전기자동차, IT & 웨어러블(Wearable), 전동공구, ESS 등 해당 배터리가 탑재된 주요 애플리케이션들로 공간을 구성했다. 배터리 기술력, 히스토리 등 영상 콘텐츠를 공유하고 일상생활에서 확산되고 있는 배터리에 대해 이해를 도왔다. VR고글 등에 사용되는 커브드(Curved) 배터리 (제공. 국민소통실) IT & New application 존 (제공. 국민소통실) 전시장 내부 (제공. 국민소통실) 전고체 배터리…무음극 기술 Core Technology 존에서 삼성SDI의 전고체 배터리, 혁신적 구조설계, 고효율 급속 충전, 안전 기술 등 배터리 리딩 기업으로서 삼성SDI만의 차별화된 기술경쟁력을 한눈에 확인할 수 있었고, 전고체 배터리는 독자 조성의 고체 전해질 소재와 리튬 음극재로 수명을 개선한 무음극 기술(Anode-less)이 특징이다. 삼성SDI는 국내 유일한 전고체 배터리 파일럿 라인의 완공을 앞두고 있다. 파일럿 라인을 통해 올해 하반기 시제품 샘플 제작을 시작으로 전고체 배터리 개발 완성도를 높이기 위한 다양한 테스트를 진행했다. ESS 존은 최고의 안전성을 위한 직분사 시스템과 수랭식 냉각시스템이 탑재된 삼성SDI의 신규 E5S 모듈과 랙을 전시했으며, IT 존과 Power 존을 통해 스마트폰 및 웨어러블 기기와 AI로봇, 전동공구 등 다양한 제품들을 살펴볼 수 있다. 특히 xEV 존에서는 BMW ‘뉴 i7’, 볼보트럭의 ‘FM 일렉트릭’이 나란히 전시되어 관람객들의 눈길을 사로잡았다. BMW ‘뉴 i7’은 BMW 최초의 순수전기 플래그십 세단으로 삼성SDI의 P5 배터리(각형)가 탑재된다. P5 배터리는 니켈 함량 88 % 이상의 하이니켈 양극재에 실리콘 음극재 기술이 더해져 고에너지 밀도를 구현했다. 한국에서 국내 최초로 선보이는 첫 대형 전기트럭인 볼보의 ‘FM 일렉트릭’에는 삼성SDI의 21700 원통형 배터리 28,000여 개가 탑재된다. 니켈 함량 91 %의 하이니켈 양극재가 적용됐으며 상용 트럭 탑재를 위해 고출력, 고에너지 밀도를 구현했다는 평이다. SK온, 각형 배터리 모형 공개… 코발트 프리·LFP 다양한 제품군 파우치형 배터리 전문기업인 SK온이 각형 배터리 실물 모형을 처음으로 공개한다. 이 행사에서는 시제품 개발을 완료했고, 올해 안에 시제품 생산에 돌입할 예정인 각형 배터리 실물 모형을 전시했다. SK온이 만드는 각형 배터리는 빠른 충전 속도가 특징이다. SK온이 올해 초 미국 CES에서 최고혁신상을 받은 급속충전(SF·Super Fast) 배터리는 18분 동안 80 %까지 충전이 가능하다. SK온의 각형 배터리는 이 속도를 더 높였다. SK온은 기존 파우치형에 각형을 더하면서 공급처를 더욱 다양화할 수 있을 것으로 기대된다. SK온은 올해 인터배터리 전시를 ‘무브 온(Move On)’이라는 주제로 구성했다. 전시의 핵심은 미공개였던 SK온의 다양한 셀 포트폴리오다. 코발트를 완전히 배제한 ‘코발트 프리’(Co-Free) 배터리와 LFP 배터리, 각형 배터리까지 공개했다. 전고체 배터리도 처음 실물 공개했다. 삼원계 배터리는 코발트가 없으면 보통 구조적 불안정성 때문에 짧아지는 수명의 단점을 보완했다. 또, 고유의 하이니켈 기술로 코발트 프리 배터리의 에너지 밀도 문제를 개선해 주행거리도 확보했다. 삼원계 배터리 소재 중 가장 비싼 코발트 대신 니켈이나 망간을 사용해 가격 경쟁력도 높아질 것으로 전망된다. 또한 LFP 배터리 시제품도 공개됐다. LFP 배터리는 특히 저온(-20 )에서 주행 거리가 50~70 %로 급감하는데, SK온은 이를 70~80 % 수준으로 끌어올렸다. 하이니켈 배터리를 통해 축적한 소재 및 전극 기술을 LFP 배터리에도 적용하는 데 성공했다. 기술과 가격 두 마리 토끼를 한 번에 잡았다는 평가다. 차세대 배터리로 연구 중인 전고체 배터리 개발품(Prototype)도 공개했다. SK온은 높은 에너지 밀도를 갖춘 안전한 배터리를 구현하기 위해 황화물계 전고체와 고분자/산화물계 전고체 배터리를 개발 중이다. SK온의 ▲‘현재’(Present) 구역에서는 배터리 원소재와 파우치, 동박, 셀 등을 제조 순서에 따라 직접 만져볼 수 있다. 양극과 음극의 접촉을 차단하는 프리미엄 분리막과 분리막을 지그재그로 쌓는 기술인 Z-폴딩 기법 등을 소개한다. 배터리 셀에서 팩 전체로 화재가 번지지 않도록 열을 차단하는 S-Pack 모형을 통해 SK온의 셀투팩(CTP) 기술도 공개한다. ▲‘적용’(Application) 구역에서는 배터리 전력을 외부 전자기기에 활용하는 V2L(Vehicle to Load) 사례를 통해 SK온의 하이니켈 배터리가 가진 우수한 성능을 알린다. ▲‘미래’(Future) 구역은 전고체 배터리를 통해 SK온이 꿈꾸는 차세대 기술을 구체적으로 소개하는 곳이다. 이와 함께 배터리 원료부터 생산, 충전, 폐배터리 회수, 재활용에 이르는 배터리 전 생애주기에 이르는 SK온의 친환경 행보와 탄소 배출 넷제로 비전을 제시했다. SK온 전시 부스 (제공. SK온) SK온 각형 배터리 실물 모형 (제공. SK온) LS, MnM, E-Link 등 7개社 EV 소재·부품서 충전까지 토탈 솔루션 눈길 LS는 15일부터 17일까지 3일간 약 270 ㎡(30부스)의 대규모 전시장을 마련하고 그룹 내 계열사들이 보유한 전기차 소재 및 부품부터 충전 솔루션까지 토탈 솔루션을 선보이며, 그룹 차원의 EV 밸류체인 역량을 결집시켰다. LS그룹은 ‘All that Energy, LS’라는 주제로 참가, LS일렉트릭, LS MnM, LS이브이코리아, LS E-Link, LS이모빌리티솔루션, LS머트리얼즈, LS알스코 등 7개 회사의 배터리 및 전기차 기술을 한 곳에 모아 ▲ESS ▲K-Battery ▲EV Charging ▲EV 등 4개의 존을 구성했다. LS그룹은 연초 발표한 그룹의 청사진인 ‘비전 2030’을 적극 추진함으로써, CFE(Carbon Free Electricity; 탄소 배출이 없는 전력) 선도를 위한 신성장 사업과 배터리·전기차·반도체 관련 사업 등 미래 성장 분야에서 성과를 창출해 2030년까지 두 배 성장한다는 계획이다. < Energy News >